Характеристика

Цирконий (хим. символ Zr) — серо-стальной металл с желтоватым оттенком, Получают из рудного концентрата или переплавкой циркониевых отходов. Это ковкий и пластичный почти как золото, парамагнитный, коррозионностойкий жаростойкий металл. Он устойчив к действию хлорированной и морской воды, аммиака, щелочей, кислот, задерживает радиацию, не теряет свои качества в условиях высоких или криогенных температур. Как правило, используется в сплаве с другими металлами. которым придает не только свои неординарные свойства, но и повышает технологичность.

Геология

В рудных месторождениях цирконий буквально рассыпан в самых разных уголках планеты, где он встречается в виде аморфных окислов и солей, а также в виде монокристаллов, например, в Северной Каролине США. Такие кристаллы в месторождениях Нигерии иногда достигают веса более килограмма. Наиболее богатые залежи расположены на территории Северной Америки, Австралии, ЮАР и Индии. В руде цирконий часто встречается вместе с гафнием — по свойствам наиболее близким к нему металлом. В 1799 году этот металл впервые был выделен в виде двуокиси немецким химиком Клапротом из минерала циркона. Выплавляется Zr из обогащенного рудного концентрата, в котором содержание диоксида циркония доходит до 60−65%.

Процентный состав сплавов циркония

Использование. Ювелирное дело

Уникальные свойства этого металла издавна привлекали ювелиров, Анодированный цирконий может приобретать любой оттенок, предоставляя широчайшие возможности для воплощения самых смелых художественных замыслов. Если вам хочется чего-либо оригинального и необычного, вам следует обратить внимание на украшения из циркония. Эти изделия элегантны, продуманы и прекрасно выполнены, привлекательны своей завершённостью. По этой причине они очень высоко оцениваются на мировом рынке.

Химический состав зарубежных аналогов циркония

Металлургия и энергетика

Минерал циркон и двуокиси ZrO₂ входят в состав огнеупорной футеровки металлургических печей, жаропрочного покрытия тиглей, огнеупорных труб и т. п. Отечественные инженеры разработали технологию проката труб любого профиля из циркониевого сплава КТЦ-110,. Такие трубы актуальны в теплообменных системах ТВЭЛ. Они могут работать при температуре выше 2000 °C без потери технологических качеств.

Этот достаточно дорогой металл сначала использовался для легирования сталей. За счет измельчения зернистости сплава, цирконий не только придает сталям жаростойкость и коррозионностойкость, но и повышает технологичность. Легирование цирконием стальных труб приводит к двукратному снижению коррозионных потерь. С квадратного метра поверхности легированных труб теряется почти на 1 грамм меньше металла за год. Цирконий — хороший раскислитель. Он делает сплавы меди жаропрочными при незначительной потере электропроводности. Также он входит в состав латуней и бронз. При гидрировании (насыщении водородом) цирконий в несколько раз увеличивается в объеме, намного больше, чем при нагревании, что позволяет соединять несоединимые материалы, когда ни пайка, ни сварка неприменимы. Это безальтернативный способ при изготовлении двухслойных труб из материалов разной жаростойкости, например, латуни или бронзы — с вольфрамом. Так если втулку из стали и алюминия насадить на кольцо циркония и подвергнуть гидрированию в течение часа при 400 °C, сталь и алюминий склеятся «намертво». В металлургии из двуокиси циркония или минералов циркона и бадделеита производят огнеупорные кирпичи для промышленных печей, тигли для плавки металлов и т. п. огнеупорные изделия.

Керамика

До 25% циркония потребляется на производство керамики, эмали и глазури. Более ста тысяч тонн концентрата ZrO₂ в год идет на изготовление не только бытовой, но и электротехнической керамики: высоковольтных изоляторов и другого технического фарфора с высоким сопротивлением. Керамика на основе циркония используется для химических тиглей, ступок и т. п., в ультразвуковых датчиках и медицинских приборах, в пироэлектрических детекторах инфракрасного излучения.

Ядерная энергетика

Узкое сечение захвата тепловых нейтронов плюс жаростойкость позволяют использовать цирконий для тепловыделяющих элементов ядерных котлов. Это один из основных конструкционных материалов атомных реакторов. На Украине разработана промышленная технология производства труб широкого ассортимента из циркониевого сплава КТЦ-110 в том числе для комплектующих ТВЭЛ. Этот металл хорошо задерживает радиоактивное излучение. В кардиоцентре Нижнего Новгорода в рентгенологическом отделении проводили исследование. Тонкая циркониевая пластина защищала от облучения намного лучше нескольких слоев свинцовых фартуков.

Медицина и быт

В кардиоцентре Нижнего Новгорода провели исследование. В рентгеновском отделении тонкая циркониевая пластина задерживала излучение намного сильнее, чем несколько слоев защитных свинцовых фартуков. Выяснить, что этот металл активно поглощает и нейтрализует вредное излучение. Регулярное ношение изделий из циркония благотворно влияет на здоровье. В случае хронических нарушений процесс лечения часто проходит через период обострения. В таком случае изделие необходимо снять и спустя время снова надеть, когда неприятные ощущения уменьшаются. Заболевание проходит после нескольких циклов. Биологическая инертность в числе других достоинств циркония позволяют использовать его для производства инъекционных игл, сшивания костных отломков и постановки зубных протезов. Из этого металла производится эксклюзивная бытовая посуда и столовые приборы. Регулярное ношение изделий из циркония благотворно влияет на здоровье.

Пиротехника и боеприпасы

Порошкообразный цирконий в присутствии окислителей (например, бертолетовой соли) сгорает при температуре 4650 °C с выделением яркого света. Используется в фейерверках, для трассирующих пуль, фото-авиабомб, в последнее время — для накачки лазеров.

Другие отрасли

Стойкость циркония к действию перегретого пара, кислот, промышленного конденсата циркониевые трубы актуальны в химической промышленности, перерабатывающей, целлюлозно-бумажной отрасли, Биологическая инертность и соответствие самым строгим санитарным нормам позволяет использовать цирконий для пищевой отрасли и в быту, изготовления посуды, паровых конденсаторов и инъекционных игл.

Циркониевые прутки

Прутки из циркония производят литые, горячепрессованные и холоднокатаные, кованые толщиной 4,5 — 81 mm и длиной более семи метров. Используют сплав циркония с ниобием (1 — 2,5%) или сплав Э635. Точность изготовления может быть: обычной и повышенной точности. Они являются надёжным конструкционным материалом в производстве термостойких деталей атомных реакторов, оболочек ТВЭЛ и различные элементы ТВС.

Прутки йодидного циркония

Такие прутки с псевдокристаллической поверхностью (прутки Ван Аркеля) — особенный класс продукции из циркония самой высокой чистоты, полученного технологией йодидного рафинирования. Из них производят проволоку, электроды и детали вакуумных приборов.

Листы холоднокатаные

Из сплавов циркония легированных 2,5% ниобия производят холоднокатаные листы — под заказ любых параметров. Отжиг проводится в вакууме, поверхность протравливается. Такие листы имеют высокую коррозионную стойкость. Используются как основа для крышек топливных кассет ядерных реакторов, химических ёмкостей и реакторов фрагментов судового оборудования.

Холоднотянутая проволока

Из сплавов циркония легированных 1 — 2,5% ниобия производят холоднокатаную проволоку Ø 0,7 — 4 mm. Такая проволока служит основой производства деталей запорной арматуры ядерных реакторов, также она необходима для сварки трубчатых деталей.

Катоды из циркония

Актуальны для нанесения особо прочных покрытий — нитридов, оксидов, оксинитридов циркония — на кромки режущих инструментов из твердых сплавов, на лопатки турбин, элементов пар трения (валы, втулки). При этом срок службы продукции возрастает в 10 раз. В стоматологии посредством циркониевых катодов наносят износостойкое покрытие на зубные коронки.

Купить по выгодной цене

Компания Evek GmbH предлагает широкий ассортимент продукции на основе циркония:

• лист;
• полоса;
• проволока (Ø 0,7 — 4 mm);
• пруток Ø до 150 mm;

а также изделий из циркония по чертежу заказчика:

• мишень;
• катоды для напыления и др.

Поставляем сертифицированный прокат из редких металлов и сплавов по оптимальным ценам. В спецификации отражены данные по процентному составу и механическим качествам продукции. У нас легко купить оптом любые полуфабрикаты для масштабных производств. Мы также сотрудничаем с розничными покупателями. Высокий уровень сервиса, соответствие продукции ГОСТ и международным стандартам качества, оперативность обслуживания являются лицом нашей компании. Поставляем циркониевую трубу стандартных и нестандартных размеров в кратчайшие сроки. Высокое качество, доступные цены и широкий выбор продукции определяют лицо нашей компании. Став нашим постоянным клиентом, Вы сможете рассчитывать на систему дисконтных скидок. Сотрудничество с нами поможет Вам реализовать любые инженерные замыслы.